EP2124318A1 - Method for impregnating a winding for an electric machine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for impregnating a winding of an electrical machine, which is provided in particular for mounting in a motor vehicle drive train.
- the windings of electrical machines are usually made of an insulated electrical conductor, for example. From a copper enameled wire or a baked enamel wire, whereby the individual turns of the winding against each other isolated from short circuits and protected against electrical flashovers.
- the production of such conductor wires is very complicated by the application of several closed protective layers.
- the winding wire in particular by the relatively small bending radii in the winding heads relatively small stress, whereby the insulation layer can break open.
- Such damage which is usually invisible to the naked eye, is often unproblematic in a dry environment. Only when moisture occurs can creepage currents develop at such points of damage and even winding short circuits occur.
- the electric machine can work there, for example, as a starter for an internal combustion engine, as a generator and / or as a sole or supporting drive motor. It must be ensured in particular for this application that the winding of the electric machine in a temperature range of about -40 ° C to 200 ° C under the influence of penetrating into the machine interior moisture and water and under the influence of aggressive media such as Streusalznebeln, is reliable isolated. In addition, the electric machine must be designed so that it is stable compared to vibrations occurring during operation of the vehicle and due to extreme thermal cycling stresses caused mechanical stresses.
- SILRES H62 of Wacker-Chemie GmbH
- insulating resin layers are produced with a thickness of usually above 100 microns.
- the invention solves the above-mentioned object with a method for impregnating a winding of an electrical machine according to the features of patent claim 1.
- the inventors have recognized that it is advantageous, in particular with respect to the required watertightness, not to represent an Isoller resin layer having a required minimum thickness by means of a single insulating resin layer extending over the entire thickness, but instead to realize the desired layer thickness by deposition of a plurality of insulating resin layers.
- the insulating resin layer produced in this way does not have a homogeneous, but an inhomogeneous structure interrupted by boundary layers.
- the fact is exploited that the comparatively thin insulating resin layers compared to a single thick film has much better elastic properties, whereby the entire insulating resin layer is much less sensitive to operational mechanical stresses.
- the method according to the invention initially provides for applying a first insulating resin layer to the winding in a first method step. Furthermore, the invention provides that a second insulating resin layer is applied to the cured surface of the first insulating resin layer in a further process step. By curing the first layer is largely avoided that can accumulate in the second process step at this adjoining Isolierharzlage to a single homogeneous layer. On the other hand, it is achieved that the binding forces acting between the individual insulating resin layers are smaller than the binding force acting within an insulating resin layer. In other words, the cohesive forces acting within an insulating resin layer are greater than the adhesion forces acting between the insulating resin layers.
- the individual Isolierharzlagen can also limited shift relative to each other, so that the entire insulating resin over higher thermomechanically induced alternating loads is higher or longer claims.
- the invention is not limited to a two-ply layer structure, i. the insulating resin layer may also consist of an even greater number of layers and thus be optimized in terms of their properties.
- the individual Isolierharzlagen may in principle consist of different resins, but an inter-adhesive material combination is required.
- the first and second insulating resin layers are based on a substantially identical resin. This includes a process in which the individual layers correspond materially to each other completely. In this case, it is possible to produce all the layers in a single impregnating bath.
- a silicone resin in particular of an elastomer
- At least one of the insulating resin layers has an additive, e.g. a certain proportion of particles of an oxide dispersed in the resin, e.g. Alumina, or carbides, e.g. Silicon carbide, on.
- an additive e.g. a certain proportion of particles of an oxide dispersed in the resin, e.g. Alumina, or carbides, e.g. Silicon carbide, on.
- the winding of the electric machine can be inserted directly into grooves of a rotor or stator lamination stack or wound there.
- the winding may comprise individual coils provided on a laminated core of the electric machine, which windings are independent of the laminated core, e.g. be manufactured by a supplier. It is expedient here to apply the first insulating resin layer immediately after the winding of the coil, but even before the arrangement on the laminated core, and to apply the second insulating resin layer only when the coils are arranged on the laminated core.
- the thickness of the individual Isolierharzlagen is, provided that their stability and mutual liability are ensured, in principle, freely adjustable.
- the first layer has a maximum thickness of about 10 microns, more preferably a thickness of about 5 microns - 10 microns.
- the subsequent insulating resin layer is several times greater thicker and preferably formed with a thickness of 70-150 ⁇ m, more preferably with a thickness of about 80 ⁇ m-110 ⁇ m.
- the described insulating resin layer which comprises at least two insulating resin layers
- a per se known dip-impregnation method in particular a vacuum-pressure impregnation method in the best way suitable.
- the insulating resin the above-mentioned insulating resin called "SILRES H62" or another elastic electrotranscending resin suitable for this purpose can be favorably used.
- the first Isolierzharzlage deposited directly on the winding conductor serves in particular as a waterproof layer
- the second Isolierharzlage acts in addition to the further improvement of the sealing properties in particular as a heat conduction layer and thus contributes to a significantly improved heat dissipation from the stator and also the stator forming or mechanically arranged on this components.
- the formation of the insulating layer structure described above can be easily detected by the known physico-chemical analysis techniques.
- a first step individual coils are wound from a copper enamel wire, which can take place with the aid of one or two wound bodies.
- the two winding ends per coil are set strain relief on a winding body, so that the further interconnection of the coils can be done on the stator of an electric machine by means of cohesively connected to the coil ends terminal pins.
- the long sides of the coils can be covered with a Nutisolationspapier, but this is not particularly important for the subsequent impregnation.
- the prefabricated coils are completely immersed in an impregnating bath of liquid impregnating resin "SILRES H62" to produce the first, about 5 .mu.m-10 .mu.m thick Isolierharzlage, removed after a certain period, removed excess resin and cured the remaining Isolierzharzlage.
- SILRES H62 liquid impregnating resin
- the coils are arranged on teeth of a laminated stator core and secured there. Furthermore, the coil ends can be electrically interconnected by means of a common interconnection arrangement.
- the entire laminated stator core is immersed in the impregnating bath with the coils arranged thereon, thus producing a further, but approximately 80 ⁇ m-110 ⁇ m thick insulating resin layer.
- the second impregnation essentially corresponds to the first impregnation process, but a longer process time is required to produce a thicker layer.
- the process temperatures and times required during the first and second impregnation operations correspond to the processing instructions of the impregnating resin manufacturer.
- the thickness of the resin layer may, as is also known, be readily determined by known in situ methods, e.g. through capacity measurements.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung einer Wicklung einer elektrischen Maschine, die insbesondere zur Montage in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgesehen ist.The invention relates to a method for impregnating a winding of an electrical machine, which is provided in particular for mounting in a motor vehicle drive train.
Die Wicklungen von elektrischen Maschinen werden üblicherweise aus einem isolierten elektrischen Leiter, bspw. aus einem Kupferlackdraht oder einem Backlackdraht ausgeführt, wodurch die die einzelnen Windungen der Wicklung gegeneinander vor Kurzschlüssen isoliert und vor elektrischen Überschlägen geschützt sind. Die Herstellung solcher Leiterdrähte ist durch das Aufbringen mehrerer geschlossener Schutzschichten sehr aufwändig. Beim Herstellen und Aufbringen der Wicklung auf den Stator oder den Rotor der elektrischen Maschine wird der Wicklungsdraht, insbesondere durch die im Bereich der Wickelköpfe vergleichsweise kleinen Biegeradien sehr stark beansprucht, wodurch die Isolationsschicht aufbrechen kann. Derartige, mit bloßem Auge zumeist nicht sichtbare Beschädigungen sind in trockener Umgebung oft unproblematisch. Erst beim Auftreten von Feuchtigkeit können sich an solchen Schadstellen Kriechströme ausbilden und auch Wicklungskurzschlüsse auftreten.The windings of electrical machines are usually made of an insulated electrical conductor, for example. From a copper enameled wire or a baked enamel wire, whereby the individual turns of the winding against each other isolated from short circuits and protected against electrical flashovers. The production of such conductor wires is very complicated by the application of several closed protective layers. During manufacture and application of the winding on the stator or the rotor of the electric machine, the winding wire, in particular by the relatively small bending radii in the winding heads relatively small stress, whereby the insulation layer can break open. Such damage, which is usually invisible to the naked eye, is often unproblematic in a dry environment. Only when moisture occurs can creepage currents develop at such points of damage and even winding short circuits occur.
Zum noch besseren Schutz der wicklungstragenden Baugruppen und zur Unterstützung der Abfuhr von Wärmeverlusten der elektrischen Maschine werden diese imprägniert, indem die Oberfläche und die Hohlräume des Rotors und des Stators in einem Ganztränkverfahren mit einem Silikon-, Epoxyd-, Polyesterkunstharz oder einem anderen Imprägnierharz vollständig ummantelt bzw. ausgefüllt werden. Die dauerhafte Fixierung des Elektrotränkharzes erfolgt durch einen Aushärtprozess, bei dem durch den Einfluss von Wärme und/oder kurzwelliger UV-Strahlung eine Polymerisation des Harzes herbeigeführt wird.For even better protection of the winding-carrying assemblies and to support the dissipation of heat losses of the electrical machine they are impregnated, in that the surface and the cavities of the rotor and of the stator are completely encased in a full-pot process with a silicone, epoxy, polyester resin or another impregnating resin. The permanent fixation of the electrotranscendent resin takes place by means of a curing process in which polymerization of the resin is brought about by the influence of heat and / or short-wave UV radiation.
Wenn die elektrische Maschine zur Anordnung in einem Fahrzeugantriebsstrang vorgesehen ist, so werden an die Wicklung und deren Imprägnierung außerordentlich hohe Forderungen gestellt. Die elektrische Maschine kann dort beispielsweise als Starter für einen Verbrennungsmotor, als Generator und/oder als alleiniger oder unterstützender Antriebsmotor arbeiten. Es muss für diesen Anwendungsfall insbesondere sichergestellt sein, dass die Wicklung der elektrische Maschine in einem Temperaturbereich von ca. -40°C bis 200°C auch unter dem Einfluss von in das Maschineninnere eindringender Feuchtigkeit und Wasser und unter dem Einfluss von aggressiven Medien wie z.B. Streusalznebeln, betriebssicher isoliert ist. Zudem muss die elektrische Maschine so ausgelegt sein, dass diese gegenüber beim Betreiben des Fahrzeugs auftretenden Vibrationen und infolge von extremen Temperaturwechselbelastungen verursachten mechanischen Spannungen stabil ist. Als ein geeignetes Flüssig-Imprägnierharz zur Imprägnierung von Traktionsmotoren ist beispielsweise das Harz "SILRES H62" der Wacker-Chemie GmbH bekannt, womit üblicherweise Isolierharzschichten mit einer Dicke von in der Regel oberhalb 100µm erzeugt werden.If the electric machine is intended to be arranged in a vehicle drive train, extraordinarily high demands are placed on the winding and its impregnation. The electric machine can work there, for example, as a starter for an internal combustion engine, as a generator and / or as a sole or supporting drive motor. It must be ensured in particular for this application that the winding of the electric machine in a temperature range of about -40 ° C to 200 ° C under the influence of penetrating into the machine interior moisture and water and under the influence of aggressive media such as Streusalznebeln, is reliable isolated. In addition, the electric machine must be designed so that it is stable compared to vibrations occurring during operation of the vehicle and due to extreme thermal cycling stresses caused mechanical stresses. As a suitable liquid impregnating resin for impregnation of traction motors, for example, the resin "SILRES H62" of Wacker-Chemie GmbH is known, which usually insulating resin layers are produced with a thickness of usually above 100 microns.
Es hat sich allgemein und auch bei der Verwendung des vorgenannten Harzes gezeigt, dass harzimprägnierte Statorwicklungen im Neuzustand ausreichend gegenüber äußeren Einflüssen geschützt sind und die diesbezüglich relevanten Normen erfüllen. Im Laufe der Lebensdauer unterliegt jedoch die Isolationsschicht je nach Anwendungsfall einem Alterungsprozess, bei dem sich die isolierende Harzschicht der Wicklung infolge hoher Betriebsbelastungen zersetzt, zunehmend versprödet und Risse ausbilden kann, durch weiche insbesondere Feuchtigkeit in die Wicklung und in die Verschaltungsanordnung der elektrischen Maschine eindringen kann. Die Zersetzung und weitere damit in Zusammenhang stehende Problematiken werden z.B. in der
Es ist von der erläuterten Problematik ausgehend Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Imprägnierung einer Wicklung einer in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang vorgesehenen elektrischen Maschine bereitzustellen, mit dem eine Isolierschicht mit einer verbesserten Beständigkeit, insbesondere gegenüber eindringenden Wasser, erzeugt werden kann.It is the object of the invention to provide a method for impregnating a winding of an electrical motor provided in a motor vehicle drive train, by means of which an insulating layer with improved resistance, in particular with respect to penetrating water, can be produced.
Die Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe mit einem Verfahren zur Imprägnierung einer Wicklung einer elektrischen Maschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention solves the above-mentioned object with a method for impregnating a winding of an electrical machine according to the features of patent claim 1.
Die Erfinder haben erkannt, dass es insbesondere bezüglich der geforderten Wasserdichtheit vorteilhaft ist, eine Isollerharzschicht mit einer geforderten Mindestdicke nicht mittels einer einzigen, sich über die gesamte Dicke erstreckende Isolierharzschicht darzustellen, sondern stattdessen die gewünschte Schichtdicke durch Abscheidung mehrerer Isolierharzlagen zu realisieren. Die so erzeugte Isolierharzschicht weist im Gegensatz zu einer Einzelschicht keinen homogenen, sondern einen durch Grenzschichten unterbrochenen inhomogenen Aufbau auf. Bei einem solchen, aus mehreren Isolierharzlagen bestehenden Schichtaufbau wird die Tatsache ausgenutzt, dass die vergleichsweise dünnen Isolierharzlagen gegenüber einer einzigen Dickschicht weitaus bessere elastische Eigenschaften aufweist, wodurch die gesamte Isolierharzschicht gegenüber betriebsbedingten mechanischen Verspannungen wesentlich unempfindlicher ist.The inventors have recognized that it is advantageous, in particular with respect to the required watertightness, not to represent an Isoller resin layer having a required minimum thickness by means of a single insulating resin layer extending over the entire thickness, but instead to realize the desired layer thickness by deposition of a plurality of insulating resin layers. In contrast to a single layer, the insulating resin layer produced in this way does not have a homogeneous, but an inhomogeneous structure interrupted by boundary layers. In such, consisting of several Isolierharzlagen layer construction, the fact is exploited that the comparatively thin insulating resin layers compared to a single thick film has much better elastic properties, whereby the entire insulating resin layer is much less sensitive to operational mechanical stresses.
Von dieser Erkenntnis ausgehend, sieht das erfindungsgemäße Verfahren zunächst vor, in einem ersten Verfahrensschritt eine erste Isolierharzlage auf die Wicklung aufzubringen. Weitergehend sieht die Erfindung vor, dass auf die ausgehärtete Oberfläche der ersten Isolierharzlage in einem weiteren Verfahrensschritt eine zweite Isolierharzlage aufgebracht wird. Durch das Aushärten der ersten Lage wird weitgehend vermieden, dass sich das beim zweiten Verfahrensschritt an dieser anlagernde Isolierharzlage zu einer einzigen homogenen Schicht anlagern kann. Andererseits wird dadurch erreicht, dass die zwischen den einzelnen Isolierharzlagen wirkenden Bindungskräfte kleiner sind, als die innerhalb einer Isolierharzlage wirkende Bindungskraft. Mit anderen Worten sind die innerhalb einer Isolierharzlage wirkenden Kohäsionskräfte größer als die zwischen den Isolierharzlagen wirkenden Adhäsionskräfte.Based on this knowledge, the method according to the invention initially provides for applying a first insulating resin layer to the winding in a first method step. Furthermore, the invention provides that a second insulating resin layer is applied to the cured surface of the first insulating resin layer in a further process step. By curing the first layer is largely avoided that can accumulate in the second process step at this adjoining Isolierharzlage to a single homogeneous layer. On the other hand, it is achieved that the binding forces acting between the individual insulating resin layers are smaller than the binding force acting within an insulating resin layer. In other words, the cohesive forces acting within an insulating resin layer are greater than the adhesion forces acting between the insulating resin layers.
Auf dieses Weise können sich die einzelnen Isolierharzlagen auch begrenzt relativ zueinander verlagern, so dass die gesamte Isolierharzschicht gegenüber thermomechanisch induzierten Wechselbelastungen höher bzw. länger beanspruchbar ist.In this way, the individual Isolierharzlagen can also limited shift relative to each other, so that the entire insulating resin over higher thermomechanically induced alternating loads is higher or longer claims.
Die Erfindung ist dabei nicht auf einen zweilagigen Schichtaufbau beschränkt, d.h. die Isolierharzschicht kann auch aus einer noch größeren Lagenanzahl bestehen und so bezüglich ihrer Eigenschaften optimiert werden.The invention is not limited to a two-ply layer structure, i. the insulating resin layer may also consist of an even greater number of layers and thus be optimized in terms of their properties.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.In the dependent claims advantageous refinements and developments of the invention are given.
Die einzelnen Isolierharzlagen können prinzipiell aus unterschiedlichen Harzen bestehen, wobei jedoch eine gegenseitig haftende Materialkombination erforderlich ist. Vorteilhafterweise basieren die erste und die zweite Isolierharzlage auf einem im Wesentlichen identischen Harz. Das schließt ein Verfahren ein, bei dem die einzelnen Lagen stofflich einander vollständig entsprechen. In diesem Fall ist es möglich, alle Lagen in einem einzigen Tränkbad zu erzeugen.The individual Isolierharzlagen may in principle consist of different resins, but an inter-adhesive material combination is required. Advantageously, the first and second insulating resin layers are based on a substantially identical resin. This includes a process in which the individual layers correspond materially to each other completely. In this case, it is possible to produce all the layers in a single impregnating bath.
Mit besonderem Vorteil sind beide Isolierharzlagen aus einem Silikonharz, insbesondere aus einem Elastomer, gebildet. Gegenüber anderen Harzen, z.B. einem Epoxydharz, bietet sich der Vorteil eines besseren elastischen Verhaltens, wodurch die Rissbildungsneigung wesentlich reduziert ist.With particular advantage, both insulating resin layers of a silicone resin, in particular of an elastomer, formed. Compared to other resins, such as an epoxy resin, there is the advantage of a better elastic behavior, whereby the tendency to cracking is substantially reduced.
Zur Verbesserung der Wärmeableitung weist zumindest eine der Isolierharzlagen einen Zusatzstoff, z.B. einen bestimmten Anteil im dem Harz verteilter Partikel eines Oxides, Z.B. Aluminiumoxid, oder Carbides, z.B. Siliziumcarbid, auf.To improve heat dissipation, at least one of the insulating resin layers has an additive, e.g. a certain proportion of particles of an oxide dispersed in the resin, e.g. Alumina, or carbides, e.g. Silicon carbide, on.
Die Wicklung der elektrischen Maschine kann direkt in Nuten eines Rotor- oder Statorblechpakets eingelegt bzw. dort gewickelt sein. Alternativ kann die Wicklung zur Anordnung an einem Blechpaket der elektrischen Maschine vorgesehene Einzelspulen umfassen, die unabhängig von dem Blechpaket z.B. von einem Zulieferer gefertigt werden. Es ist hierbei zweckmäßig, die erste Isolierharzlage unmittelbar nach dem Bewickeln der Spule, jedoch noch vor der Anordnung an dem Blechpaket auf dieser aufzubringen und die zweite Isolierharzschicht erst aufzubringen, wenn die Spulen an dem Blechpaket angeordnet sind.The winding of the electric machine can be inserted directly into grooves of a rotor or stator lamination stack or wound there. Alternatively, the winding may comprise individual coils provided on a laminated core of the electric machine, which windings are independent of the laminated core, e.g. be manufactured by a supplier. It is expedient here to apply the first insulating resin layer immediately after the winding of the coil, but even before the arrangement on the laminated core, and to apply the second insulating resin layer only when the coils are arranged on the laminated core.
Durch die Ausbildung der zweiten Isolierharzlage wird damit auch gleichzeitig ein zwischen der Wicklung und dem Blechpaket ausgebildeter Spalt ausgefüllt und damit beim Betreiben der elektrischen Maschine der Wärmeübergang von der Spule in das Blechpaket verbessert.Due to the formation of the second insulating resin layer thus simultaneously formed between the winding and the laminated core gap filled and thus improved when operating the electrical machine, the heat transfer from the coil in the laminated core.
Die Dicke der einzelnen Isolierharzlagen ist, sofern deren Stabilität und deren gegenseitige Haftung sichergestellt sind, prinzipiell frei einstellbar. Es hat sich jedoch als günstig erwiesen, die erste, unmittelbar auf dem gewickelten Leiter vorgesehene Isolierharzlage dünner als die zweite Isolierharzlage auszubilden. Bevorzugt weist die erste Lage eine maximale Dicke von etwa 10µm, besonders bevorzugt eine Dicke von etwa 5µm - 10µm auf. Die nachfolgende Isolierharzlage ist dagegen um ein Mehrfaches dicker und bevorzugt mit einer Mächtigkeit von 70-150µm, besonders bevorzugt mit einer Mächtigkeit von ca. 80µm-110µm ausgebildet.The thickness of the individual Isolierharzlagen is, provided that their stability and mutual liability are ensured, in principle, freely adjustable. However, it has proved to be favorable to form the first insulating resin layer provided directly on the wound conductor thinner than the second insulating resin layer. Preferably, the first layer has a maximum thickness of about 10 microns, more preferably a thickness of about 5 microns - 10 microns. By contrast, the subsequent insulating resin layer is several times greater thicker and preferably formed with a thickness of 70-150μm, more preferably with a thickness of about 80μm-110μm.
Zur porenfreien Herstellung der erläuterten Isolierharzschicht, die mindestens zwei Isolierharzlagen umfasst, ist ein an sich bekanntes Tauch-Imprägnierverfahren, insbesondere auch ein Vakuum-Druck-Imprägnierverfahren in bester Weise geeignet. Als Isolierharz kann günstigerweise das bereits erwähnte Isolierharz mit der Bezeichnung "SILRES H62" oder ein anderes für diesen Zweck geeignetes elastisches Elektrotränkharz benutzt werden.For pore-free production of the described insulating resin layer, which comprises at least two insulating resin layers, a per se known dip-impregnation method, in particular a vacuum-pressure impregnation method in the best way suitable. As the insulating resin, the above-mentioned insulating resin called "SILRES H62" or another elastic electrotranscending resin suitable for this purpose can be favorably used.
Bei der somit geschaffenen Isolierschicht dient die erste, unmittelbar auf dem Wicklungsleiter abgeschiedene Isolierzharzlage insbesondere als Wasserdichtlage, während die zweite Isolierharzlage neben der weiteren Verbesserung der Dichteigenschaften insbesondere als Wärmeleitungslage fungiert und damit zu einer deutlich verbesserten Wärmeableitung aus dem Stator beiträgt und die außerdem die den Stator bildenden bzw. an diesem angeordneten Komponenten mechanisch stabilisiert.In the insulating layer thus created, the first Isolierzharzlage deposited directly on the winding conductor serves in particular as a waterproof layer, while the second Isolierharzlage acts in addition to the further improvement of the sealing properties in particular as a heat conduction layer and thus contributes to a significantly improved heat dissipation from the stator and also the stator forming or mechanically arranged on this components.
Das Ausbildung des vorstehend beschriebenen Isolierschichtaufbaus kann mit den bekannten physikalisch-chemischen Analysetechniken leicht nachgewiesen werden.The formation of the insulating layer structure described above can be easily detected by the known physico-chemical analysis techniques.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel fasst das bereits voranstehend erläuterte Verfahren zur Imprägnierung einer Wicklung einer elektrischen Maschine zur Erzeugung einer Isolierharzschicht nochmals zusammen.The following embodiment again summarizes the already explained above method for impregnating a winding of an electric machine for producing an insulating resin.
In einem ersten Schritt werden aus einem Kupferlackdraht Einzelspulen gewickelt, was unter Zuhilfenahme von einem oder von zwei Wickelkörpern erfolgen kann. Die beiden Wicklungsenden pro Spule werden dabei zugentlastet an einem Wickelkörper festgelegt, so dass die weitere Verschaltung der Spulen am Stator einer elektrischen Maschine mittels stoffschlüssig mit den Spulenenden verbundenen Anschlusspins erfolgen kann. Die Längsseiten der Spulen können mit einem Nutisolationspapier ummantelt werden, was jedoch für den nachfolgenden Imprägniervorgang nicht besonderer Bedeutung ist. Die konfektionierten Spulen werden zur Erzeugung der ersten, ca. 5µm-10µm dicken Isolierharzlage vollständig in ein Tränkbad des Flüssig-Tränkharzes "SILRES H62" getaucht, nach einer bestimmten Dauer wieder entnommen, überschüssiges Harz entfernt und die verbleibenden Isolierzharzlage ausgehärtet.In a first step, individual coils are wound from a copper enamel wire, which can take place with the aid of one or two wound bodies. The two winding ends per coil are set strain relief on a winding body, so that the further interconnection of the coils can be done on the stator of an electric machine by means of cohesively connected to the coil ends terminal pins. The long sides of the coils can be covered with a Nutisolationspapier, but this is not particularly important for the subsequent impregnation. The prefabricated coils are completely immersed in an impregnating bath of liquid impregnating resin "SILRES H62" to produce the first, about 5 .mu.m-10 .mu.m thick Isolierharzlage, removed after a certain period, removed excess resin and cured the remaining Isolierzharzlage.
Nach dem Aushärten der ersten Isolierharzlage werden die Spulen an Zähnen eines Statorblechpakets angeordnet und dort gesichert. Des Weiteren können die Spulenenden mittels einer gemeinsamen Verschaltungsanordnung miteinander elektrisch verschaltet werden. Im nächsten Schritt wird das gesamte Statorblechpaket mit den daran angeordneten Spulen in das Tränkbad getaucht und somit eine weitere, jedoch ca. 80µm-110µm dicke Isolierharzlage erzeugt. Der zweite Imprägniervorgang entspricht im Wesentlichen dem ersten Imprägniervorgang, wobei jedoch zur Erzeugung einer dickeren Lage eine längere Prozessdauer erforderlich ist.After curing of the first insulating resin layer, the coils are arranged on teeth of a laminated stator core and secured there. Furthermore, the coil ends can be electrically interconnected by means of a common interconnection arrangement. In the next step, the entire laminated stator core is immersed in the impregnating bath with the coils arranged thereon, thus producing a further, but approximately 80 μm-110 μm thick insulating resin layer. The second impregnation essentially corresponds to the first impregnation process, but a longer process time is required to produce a thicker layer.
Die während dem ersten und zweiten Imprägniervorgang erforderlichen Verfahrenstemperaturen und -zeiten entsprechen den Verarbeitungshinweisen des Imprägnierharzherstellers. Die Dicke der Harzlage kann, wie dieses ebenfalls bekannt ist, leicht mittels bekannter in-situ Verfahren, z.B. durch Kapazitätsmessungen, verfolgt werden.The process temperatures and times required during the first and second impregnation operations correspond to the processing instructions of the impregnating resin manufacturer. The thickness of the resin layer may, as is also known, be readily determined by known in situ methods, e.g. through capacity measurements.
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet,
dass die erste und die zweite Isolierharzlage auf einem im Wesentlichen identischen Harz basieren.Method according to claim 1,
characterized,
that the first and the second Isolierharzlage based on a substantially identical resin.
dadurch gekennzeichnet,
dass beide Isolierharzlagen aus einem Silikonharz gebildet sind.Method according to claim 1 or 2,
characterized,
that both Isolierharzlagen are formed of a silicone resin.
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest eine der Isolierharzlagen einen Zusatzstoff zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit aufweist.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that at least one of the insulating resin layers has an additive for improving the thermal conductivity.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Wicklung der elektrischen Maschine zur Anordnung an einem Blechpaket der elektrischen Maschine vorgesehene Einzelspulen umfasst, wobei die erste Isolierharzlage vor und die zweite Isolierharzlage nach der Anordnung der Wicklung an dem Blechpaket erzeugt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the winding of the electric machine comprises individual coils provided on a laminated core of the electric machine, wherein the first insulating resin layer is produced before and the second insulating resin layer is produced after the arrangement of the winding on the laminated core.
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Isolierharzlage einen zwischen der Wicklung und dem Blechpaket ausgebildeten Spalt ausfüllt.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the second Isolierharzlage fills a space formed between the winding and the laminated core gap.
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweite Isolierharzlage um ein Mehrfaches dicker als die erste Isolierharzlage ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
in that the second insulating resin layer is formed several times thicker than the first insulating resin layer.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Isolierharzlagen durch ein Tauch-Imprägnierverfahren erzeugt werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the Isolierharzlagen be produced by a dip-impregnation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP08156627A EP2124318A1 (en) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | Method for impregnating a winding for an electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
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| EP08156627A EP2124318A1 (en) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | Method for impregnating a winding for an electric machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EP2124318A1 true EP2124318A1 (en) | 2009-11-25 |
Family
ID=39943005
Family Applications (1)
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| EP08156627A Withdrawn EP2124318A1 (en) | 2008-05-21 | 2008-05-21 | Method for impregnating a winding for an electric machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2124318A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010041396A1 (en) | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding body for retaining winding of electrical machine, has surface formed with structure in region within planar surface area, where impregnating agent forms layer with homogeneous thickness in region during hardening process |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2811858B2 (en) | 1977-03-19 | 1981-05-14 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Method for isolating an electrical winding |
| US4616407A (en) * | 1982-12-20 | 1986-10-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Insulating method for rotary electric machine |
| US5470615A (en) * | 1994-03-11 | 1995-11-28 | Axis Usa, Inc. | Bonding and coating methods and apparatus for th coils of dynamo-electric machine parts |
| US5576584A (en) | 1994-03-16 | 1996-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Stator of a vehicular alternating current generator and its manufacturing method |
| US6778053B1 (en) * | 2000-04-19 | 2004-08-17 | General Electric Company | Powder coated generator field coils and related method |
-
2008
- 2008-05-21 EP EP08156627A patent/EP2124318A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2811858B2 (en) | 1977-03-19 | 1981-05-14 | Hitachi, Ltd., Tokyo | Method for isolating an electrical winding |
| US4616407A (en) * | 1982-12-20 | 1986-10-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Insulating method for rotary electric machine |
| US5470615A (en) * | 1994-03-11 | 1995-11-28 | Axis Usa, Inc. | Bonding and coating methods and apparatus for th coils of dynamo-electric machine parts |
| US5576584A (en) | 1994-03-16 | 1996-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Stator of a vehicular alternating current generator and its manufacturing method |
| US6778053B1 (en) * | 2000-04-19 | 2004-08-17 | General Electric Company | Powder coated generator field coils and related method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102010041396A1 (en) | 2010-09-27 | 2012-03-29 | Zf Friedrichshafen Ag | Winding body for retaining winding of electrical machine, has surface formed with structure in region within planar surface area, where impregnating agent forms layer with homogeneous thickness in region during hardening process |
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